计算机网络 数据通信基本概念

计算机网络数据通信基本概念

数据通信的目的是传递信息。对于一个完整的数据通信系统，我们不仅需要对产生和发送信息的信源和接收信息的信宿（通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。）有一定的了解，还需要了解数据通信系统中信息、数据、信号、信道等一些基本概念。

1．信息

信息是人对客观物质的反映，既可以是对物质的形态、大小、结构、性能等部分或全部特性的描述，也可以是客观物质与外部事物的联系。信息有多种存在形式，如文字、声音、图像等。

2．数据

数据是对客观物质未经加工处理的原始素材，如图形符号、字母、数字等。数据是装载信息的实体，而信息是经过加工处理的数据。数据包括模拟数据和数字数据两种表现形式，其中模拟数据采用连续值，如声音的强度、光的强度都是连续变化；而数字数据采用离散值等。

3．信号

信号是指数据的电磁编码或电编码。它分为模拟信号和数字信号两种。模拟信号是连续变化的电磁波，数字信号则是一串电压脉冲序列。如图3-1所示。

数字信号波形模拟信号波形

图3-1 数字信号和模拟信号

4．信道

信道是信号传输的通道，由传输介质及相应的附属设备组成。信号只有通过信道传输，才能够从信源到达信宿。同一条传输介质上可以同时存在多条信号通道，即一条传输线路上可以有多个信道，实现数据传输。例如，一条光缆可以包含上千个电话信道，供几千人同时通话。

信道的性能决定了信号的传输质量和传输速率，而在数据通信系统中，影响信道性能的因素主要有以下几个：

信道带宽

信道带宽是指信道可传输的信号最高频率与最低频率之差，以Hz为单位。在通信系统中，不同的传输介质具有不同的带宽，并且只能够安全传输其带宽范围之内的信号。如图3-2所示，为不同传输介质的带宽对应关系。

f(Hz)01234567

89101112f(Hz)波段

图3-2 不同传输介质的传输带宽

● 信道容量

信道容量是指信道允许的最大数据传输速率，是信道性能的极限。在信道中传输数据，若数据传输速率大于信道容量时，数据传输在该信道上无法实现；若数据传输速率小于信道容量时，数据便可在该信道上安全传输。

● 吞吐量

吞吐量是指信道在单位时间内成功传输的总信息量，单位为bps 。也可以说吞吐量是指在没有帧丢失的情况下，设备能够接受的最大速率。

其测试方法是：在测试中以一定速率发送一定数量的帧，并计算待测设备传输的帧，如果发送的帧与接收的帧数量相等，那么就将发送速率提高并重新测试；如果接收帧少于发送帧则降低发送速率重新测试，直至得出最终结果。吞吐量测试结果以比特/秒或字节/秒表示。

● 信道误码率

误码率是指信道传输信号的出错率，是数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性指标。其公式为：

N N P E /

其中N 为传输的总位数；N E 为出现错误的位数。通常情况下，计算机网络的误码率应该低于10-6，即每传送1兆位数据，不能多于一位错误数据。